nvic中断的工作原理和使用方法

nvic中断的工作原理和使用方法中断是计算机系统中一种重要的事件处理机制，用于在系统运行过程中处理和响应各种外部事件和异常情况。

中断是一种异步事件，能够打断当前正在执行的指令序列，转而执行中断处理程序，然后再返回到原来的执行位置继续执行。

中断控制器是负责管理和处理中断的硬件设备。

常见的中断控制器有基于硬件的8259和基于软件的NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）。

本文将详细介绍NVIC中断的工作原理和使用方法。

一、NVIC中断的工作原理
NVIC是一种设备级中断控制器，广泛应用于ARM Cortex-M系列微控制器中。

它的主要工作原理如下：
1.中断优先级：每个中断都有一个固定的优先级，优先级高的中断在发生时可以立即打断正在执行的指令序列。

ARM Cortex-M微控制器支持动态优先级，可以在运行时改变中断的优先级。

2.中断向量表：NVIC使用一个特殊的存储区域来保存中断向量表（Interrupt Vector Table）。

中断向量表是一个数组，其中每个元素都是一个指向中断处理程序的地址。

当中断发生时，CPU会根据中断号从中断向量表中找到对应的中断处理程序并跳转到该地址执行。

3.中断处理程序：每个中断都有一个对应的中断处理程序，用于处理中断事件。

中断处理程序一般包括保存寄存器状态、处理中断事件、发送中断产生的结果等步骤。

在中断处理程序执行完毕后，CPU会根据中断优先级重新选择下一个要执行的中断处理程序。

4.嵌套中断：NVIC支持嵌套中断，即在一个中断处理程序中允许发生其他中断。

当一个中断处理程序正在执行时，如果发生了其他中断，CPU会中断当前的中断处理程序，先执行新的中断处理程序。

当新的中断处理程序执行完毕后，CPU会返回到之前中断处理程序的执行位置继续执行。

二、NVIC中断的使用方法
NVIC中断的使用方法包括中断初始化、中断注册和中断处理程序的编写。

下面将详细介绍每个步骤：
1.中断初始化：在使用NVIC中断之前，需要先对NVIC进行初始化设置。

通常包括以下步骤：
(1)确定中断线路：NVIC支持多个中断线路，需要根据实际需求选择使用的中断线路。

(2)设置中断优先级：根据中断的紧急程度，为不同的中断设置优先级。

ARM Cortex-M微控制器一般支持多级优先级，可以根据需求将中断划分为不同的优先级组。

(3)使能中断：使能需要使用的中断线路，使其能够正常工作。

2.中断注册：在使用NVIC中断时，需要注册中断处理程序。

通常可以通过以下步骤完成中断的注册：
(1)定义中断处理函数：根据实际需求编写中断处理函数，该函数在中断发生时会被执行。

(2)在中断向量表中注册中断处理函数：将中断处理函数的地址写入中断向量表中的对应位置。

为了方便管理，可以使用特定的宏定义或函数进行中断处理函数的注册。

3.中断处理程序的编写：中断处理程序是在中断发生时执行的函数，处理中断事件和相关操作。

中断处理程序的编写应该包括以下主
要步骤：
(1)保存寄存器状态：在进入中断处理程序之前，需要先保存当前
的寄存器状态，以便在中断处理程序执行完毕后能够正确地恢复现场。

(2)执行中断处理操作：根据中断发生的具体事件，执行相应的中
断处理操作。

包括读取中断源的数据、处理中断相关的操作等。

(3)发送中断结果：执行完中断处理操作后，可以根据实际需求发
送中断处理结果，如触发其他设备或模块的操作等。

(4)恢复寄存器状态：在中断处理程序执行完毕后，需要恢复之前
保存的寄存器状态，以便可以正确地返回到中断发生之前的执行位置。

4.嵌套中断的处理：在使用NVIC中断时，可以开启嵌套中断功能。

需要注意的是，嵌套中断的处理需要合理地设置中断优先级。

当一个
中断处理程序正在执行时，如果发生了更高优先级的中断，会打断当
前中断处理程序的执行。

总结：
NVIC中断是一种重要的事件处理机制，在ARM Cortex-M系列微控制器中广泛应用。

通过适当的配置和使用，可以充分发挥中断在系统
中的作用，提高系统的响应能力和实时性。

使用NVIC中断需要进行中
断的初始化、中断的注册和中断处理程序的编写等步骤。

在编写中断
处理程序时，需要注意保存和恢复寄存器状态，合理设置中断优先级，并正确地处理嵌套中断的情况。